JPS61227339A - 限流遮断器及びその固定接触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、限流遮断器及び限流遮断器のための固定接
触子に関する。

［従来の技術］ 遮断器の遮断定格は限流接触子ユニットを用いることに
より経済的に増大でき、この限流接触子ユニー／　）は
既存の遮断器上に付は加えることもでき、又は一つの遮
断器にまとめて構成することもできる。限流接触子は遮
断器に流れ得る電流の大きさをあらかじめ選ばれた最大
値に制限し、非常に大きい短絡電流を発生できる電源か
ら流れる無制限の電流値ではなくて、この最大値を遮断
するように遮断器を設計することができる。限流遮断器
は電磁反発原理に基づいて作動し、そこでは事故電流の
大きさが増加してあらかじめ選ばれた大きさに近づくと
きに、固定接触子から可動接触子を押し戻そうとする磁
力が発生し、それにより電流を遮断する。限流接触子の
設計において、接触子が閉じたときに電流に対し最小の
抵抗を保証するのに十分な接触圧力が存在し、しかしな
がら要求される接触圧力を確保するための手段が事故状
態で速やかな動作を妨げないということが重要である。

１９８３年ｌＯ月１１日にベルナート・ディマル：Ｉ　
（Ｂｅｒｎａｒｄ　ＤｉＭａｒｃｏ　）’及びアンドリ
ュー・ジェイ・クラリツク（Ａｎｄｒｅｗ　Ｊ、　Ｋｒ
ａｌｉｋ）に対し公布されたアメリカ合衆国特許第４４
０９５７３号明細書は限流特性を有する遮断器を開示し
ている。限流接触子は事故電流に応じて反発開極し開極
位置に掛は止めされる。そして遮断器は操作ハンドルを
用いて復帰される。この遮断器は限流効果を有するけれ
ど、より大きい電流定格はこの遮断器と直列に限流形の
反発開極接触子を用いることにより得られる。この構造
は１９８４年７月３日にさルナード・デイマルコ（Ｂｅ
ｒｎａｒｄ　ＤｉＮａｒｃｏ　）及びアンドリュー・ジ
ェイ・クラリツク（ＡｎｄｒｅｗＪ、　Ｋｒａｌｉｋ　
）に対し公布されたアメリカ合衆国特許第４４５８２２
４号明細書に開示されている。この実施例においては反
発開極する限流接触子は遮断器と直列に置かれている０
反発開極する接触子は、要求される閉極接触圧力を与え
るようにも働く偏向スプリングの作用により、自動的に
再閉路するように構成されている０反発開極力は電流の
大きさと反発開極力を生む平行な導電路の長さとの関数
であることは明らかである。こうしてこの構造における
反発開極力は遮断器ケースの物理的な要求により制限さ
れる。従って遮断器ケースの物理的寸法を増加すること
なく、事故により接触子を更に速やかに開離するために
反発開極力を高めることが強く望まれる。

１９７６年１１月９日にジョン・エイ・ウェファ　−（
Ｊｏｈｎ　Ａ、　Ｗａｆｅｒ　）に対し公布されたアメ
リカ合衆国特許第３９９１３９１号明細書、及び１９７
９年１月２日にウォルター・ダブリュー・レイｙ　（Ｗ
ａｉｔｅｒ　Ｗ、　Ｌａｎｅ）に対し公布されたアメリ
カ合衆国特許第４１３２９８８号明細書はスロットモー
タ磁気駆動装置を有する限流遮断器を開示している。こ
の構成では限流動作を生み出す過電流のしきい値が引き
上げられ、一方スロットモータ磁気駆動装置の開放端を
横切って飽和し得る薄い磁性鋼板を置くことにより、大
きい過電流の間の限流動作の範囲が維持される。しきい
値以下の過電流状態の間はこの板が磁束の大部分を短絡
し、動的磁力が接触子腕に作用するのを防ぐ、しきい値
以上では過電流はこの板を飽和させるのに十分な磁束を
発生して剰余の磁束をエアギャップの中に押し込み、そ
こでは接触子腕をスロットの中に駆動するように磁束が
接触子腕と相互に作用し通常の方法で限流動作を行う、
この構造は通常の遮断器機構が処理できる低レベルの事
故に対する正常な応答を変化させ、それによって限流接
触子の過電流応答を制限する。

１９７７年１月４日にクローブ・テラコール（Ｃ１ａｕ
ｄｅ　Ｔｅｒｒａｃｏｌ　）及びビニール番シュラ−（
Ｐｉｅｒｒｅ　５ｃｈｕｅｌｌａｒ）に対し公布された
アメリカ合衆国特許第４００１７３８号明細書は電磁反
発装置を有する消弧装置を開示している。この構成では
消弧装置は、消弧装置を通って流れる電流により付勢さ
れる磁気回路とこの消弧装置の可動接触子と共に可動な
誘導板とを備えている。事故電流の急激な立ち上がりは
、消弧装置が閉極位置にある限りは、磁気回路のエアギ
ャップの中に惹かれている誘導板に二次電流を銹導する
。この二次電流は誘導板をエアギャップから駆逐しよう
とし、それによって可動接触子を磁気回路から離れるよ
うに強力に動かす、このことは与えられた電流に対する
反発力を増加し、それにより速やかな開極動作を保証す
る。変形例は二重ループ電流路を形成する接触子を開示
する。すなわち電流が第１の方向に流れる一つの導体に
流れ込み、それから反対方向に可動接触子を通り、更に
第１の方向に第２の固定導体を通って流れる電流路を形
成する。この二重ループ構造は磁気反発力を効果的に２
倍にする。１９７３年１０月３日にジーン・ビニール・
ネボン（Ｊｅａｎ　Ｐｉｅｒｒｅ　Ｎｅｂｏｎ　）及び
ロバート・モーレル（Ｒｏｂｅｒｔ　Ｍｏｒｅｌ）に対
し公布されたアメリカ合衆国特許第４１１８８８１号明
細書は二重ループ反発構造を有する遮断器を開示してい
る。更にこの明細書は、接触子の再閉路を遅延し遮断器
の引き外し前に再投入を防止するために、可動接触子に
機械的に連接された遅延部品を開示している。

開示された遮断器は高レベルの事故状態に応じて速やか
な動作を行うけれども、低レベルの事故状態に応じて速
やかにかつきれいに開く遮断器も依然として必要である
。従って低レベルの事故状態に対する速やかな反応を助
長するような遮断器の接触子構造を提供することが非常
に望ましい。

従って僅かな空間で最大の磁気反発力を発生しかつ不都
合な渋滞無くきれいに開きかつ閉じる限流遮断器を提供
することが、非常に望ましい。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明の一つの目的は、正常の反発開極力の２倍の力
で可動接触子を反発する手段を備えた固定接触子を提供
することである。

更にこの発明の別の目的は、非常にコンパクトでありし
かしながら部品間の電気的相互作用により妨害されない
固定接触子を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ この発明の一つの特徴においては、限流遮断器は固定接
触子と可動接触子と接極子とを備えている。固定接触子
はその中に組み込まれた磁気要素を備え、この磁気要素
はあらかじめ選ばれた大きさの事故電流に応じて接極子
を吸引し、それによって閉極位置から開極位置へ可動接
触子−を動かす。

この発明の別の特徴においては、細長い第１の接触子腕
がその上に第１の゛接点とその中に開口とを備えている
。細長い第２の接触子腕はその上に第２の接点を備える
と共に第１の接触子腕を貫いて突出し、それにより両接
点が一直線上に並んでいる０両接触子腕は絶縁材料の中
に包まれ、接触子腕の端部はそれぞれ包囲材料から突出
している。磁気要素は絶縁材料の中に包まれその両端は
絶縁材料から突出し、かつ第１及び第２の接触子腕の間
で両接点の下方に置かれている。

［発明の効果］ 電流が一つの接触子腕を通り可動接触子を通り他の固定
接触子腕を通って流れるときに、２倍の磁気反発開極力
を生み出す二重ループ電流路が作られる。電流が流れる
ときに磁気要素が接極子を吸引するので、接触子を反発
開極するために必要な力が減少する。これにより低レベ
ルの事故電流に応じて速やかな動作が可能になる。

［実施例］ 次にこの発明に基づく限流遮断器の一実施例を示す図面
によりこの発明の詳細な説明する。

第１図において限流遮断器ｌＯが示され、この限流遮断
器は遮断器の電流遮断定格を増加するために、一つの遮
断器にまとめて構成することもでき、又は既存の遮断器
の付加ユニットとして構成することもできる。限流遮断
器１０は固定接触子１２と可動橋絡接触子１４と接極子
支持体１６とを備えている。アークシュート１８がこの
分野で周知のようにアークを消すために設けられている
。接極子支持体１６は、可動接触子及び固定接触子をこ
れら接触子が相互に接触する閉極位置に駆動する投入力
を、橋絡接触子１４に加える。

低レベルの事故に応じて接極子３６と３８は橋絡接触子
に加わる支持体１６の投入パイアスカを減らし、低レベ
ルの事故に応じて接触子が速やかにかつきれいに開くこ
とを可能にする。高レベルの事故のときには磁気反発力
は接触子を反発開極するのに十分である。接触子が開く
とアークシュー）１８はアークを引き出して消す。

第５図ないし第１１図において、固定接触子１２は入力
接触子腕２０と、出力接触子腕２２と、入力接触子腕２
０の端に固定された入力接点２４と、出力接触子腕２２
の端に固定された出力接点２６とを備えている。入出力
接触子腕はこれらを相互に電気的に絶縁する包囲材料２
８の中に包まれでいる。更に第１の磁気要素３０と第２
の磁気要素３２とが包囲材料に埋め込まれており、これ
ら磁気要素は包囲材料により相互にかつ各接触子腕から
絶縁されている。第１の磁気要素３０は入出力接触子腕
の間に置かれるのが望ましくかつ中央に置かれているの
で、橋絡接触子１４と本来の接触を形成するために露出
されている入出力接点２４．２６の間にある。磁気要素
の縁又は面は包囲材料から突出している。第２の磁気要
素３２が用いられる場合には、この磁気要素が入力接触
子腕２０の下方に置かれるのが望ましい、このために固
定接触子１２の底に亀２の磁気要素が置かれている。

第１０図及び第１１図において、出力接触子腕２２は入
力接触子腕２０の一部分を収容するのに十分な大きさの
開口３４を備えている。出力接点２６は接触子腕２２の
一端に固定され、この接触子腕の他端は可とう性導体な
どにより遮断器へ結合するように形成されている。その
上に出力接点２６を有す氷出力接触子腕２２の端は接触
子腕から角度を成して上方に延びている。この構造によ
って、接触子１２の中に設けられ包囲材料２８　　′に
よって囲まれているときでも、接点２６は露出している
。

第８図及び第９図において、入力接触子腕２０はその一
端に固定された入力接点２４を備えてい　・る、この接
触子腕の他端は入力線路に接続するのに適している。入
力接触子腕は三箇所で曲げられた金属の帯板から形作ら
れている。帯板は第１の曲げ箇所では水平から下向きに
延び、第２の曲げ箇所では水平位置に戻り、第３の曲げ
箇所では角度を成して上方に延びているので、接点２４
は接触子腕２０の端子部分とほぼ同じ水平面上にある。

第３の曲げ箇所で接触子腕２０は二つの部分、すなわち
水平な端子部分及び全体がＵ字形の部分に分けられ、こ
のＵ字形部分がＵ字形の一脚に固定された接点２４を備
えている。接点２４を備えた接触子腕２０の部分は残り
の部分より狭い外形を有している。この構造により接触
子腕２０の狭い部分は出力接触子腕２２の開口３４を貫
通して設置できる。このことにより両接点２４と２６が
同じ水平面上に位置することが可能となる。この構造に
より、入力接触子腕２０に入る電流が入力接触子腕を横
切って接点２４に流れ、接点２４から橋絡接触子を通り
、そして接点２６を通って出力接触子腕２２に流れ、更
に主遮断器に流れるという二重路が作られる。入力接触
子腕の中の電流は図に示すように右向きであり、出力接
触子腕２２の中の電流も同じく右向きであり。

一方橘絡接触子の中の電流は反対方向である。それ故に
各接触子腕の中の電流が磁気反発力を生む、そして組み
合わされた反発力は与えられた電流に対する正常の反発
力の２倍である。電流が接触子腕２０と２２とを通って
流れるときに、磁気要素３０と３２の周りに磁界が作ら
れる。

この発明の好ましい実施例の作用は前記の説明から明ら
かであるが、次にかかる作用を簡単に補足説明する。

動作時に線路から入って来る電流は第１のすなわち入力
接触子腕によって受は取られ、ここから電流は接触子腕
のほぼＵ字形外形に沿ってその上に固定された接点へ流
れる。第１の固定接触子腕に固定された接点から電流は
可動橋絡接触子を通って第２の固定接触子腕に固定され
た接点に流れ、更に第２の固定接触子腕を通って主遮断
器へ流れる。前記のように両接触子腕は相互に平行な形
で埋め込まれているので、その中を流れる電流はほぼ平
行な通路の中を流れ、電流は一つの端子に流れ込み可動
橋絡接触子を通って他の端子へ迂回して流れるので、各
固定接触子腕のための包囲材料の中で電流は同方向に流
れる。この一方向の二重電流が正規の電流によりもたら
される磁気反発力の２倍の強さを有する磁気反発力【生
み出す、この二重磁界は静止している橋絡接触子を開極
位置へ向かって動かそうとうする強い反発開極力を生み
出す、十分に大きい事故は磁気要素からの助力を必要と
せずに即座に接触子の反発開極を起こさせる。しかしな
がら事故電流゛が接触子を直ちに反発開極するほど十分
に強くないときには、磁気要素により作られた磁界が直
ちに接極子を吸引し、この接極子が支持体のパイアスカ
を減らし、接触子を反発開極するのに必要な力を減らす
。

以上に説明したようにこの発明による固定接触子はコン
パクトであり、増大した磁気反発開極力を有する。この
固定接触子は非常に効率良く空間を利用し１種々の遮断
器に対して容易に構成及び適合できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく限流遮断器の一実施例の縦断
面図、第２図は第１図に示す限流遮断器の切断線■−Ｈ
による断面図、第３図は第１図に示す限流遮断器の切断
線■−■による断面図。 第４図は接極子支持体の斜視図、第５図は固定接触子の
斜視図、第６図は第５図に示す固定接触子の切断線■−
■による断面図、第７図は第６図に示す固定接触子の切
断線■−■による断面図、ｔｔＳ８図は固定接触子の入
力接触子腕の平面図。 第９図は第８図に示す接触子腕の側面図、第１０図は固
定接触子の出力接触子腕の平面図、第１１図は第１０図
に示す接触子腕の側面図である。 １０・・・限流遮断器、　　　１２・・・固定接触子、
　　　１４−・・可動接触子、　　１６・・・接極子支
持体、　　２０−・Φ第１の固定接触子腕（入力接触子
腕）、　２２・・φ第２の固定接触子腕（出力接触子腕
）、　２４．２６−・・接点、２８−・拳絶縁ｐ料（包
囲材料）、　　３０，３２・・・磁気要素、　　３４・
―・開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）固定接触子と可動接触子と接極子とを備え、固定接
   触子は相互に電気的に絶縁された第１及び第２の接触子
   腕と、この接触子腕を通る電流に応じて磁界を作る磁気
   要素とを備え、可動接触子は両接触子があらかじめ選ば
   れた距離だけ相互に離れた開極位置と、両接触子が相互
   に接触する閉極位置との間を制御されて可動であり、か
   つ電流が第１の方向に流れる第１の固定接触子腕から反
   対の第２の方向に流れる可動接触子へ、更に第１の方向
   に流れる第２の固定接触子へと流れる電流の通路を作り
   、それによって単一電流から２倍の磁気反発開極力を生
   み出す二重ループ電流路を作り、接極子は可動接触子に
   結合されて磁気要素の付近に接極子から延びる接極子腕
   を備え、この磁気要素は固定接触子を通って流れるあら
   かじめ選ばれた大きさの電流に応じて接極子腕を吸引し
   、それによって閉極位置から開極位置へ可動接触子を動
   かすのに必要な磁気反発開極力を減らすことを特徴とす
   る限流遮断器。 ２）固定接触子腕の中を流れる電流と可動接触子の中を
   流れる電流とがほぼ平行な方向に流れることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の遮断器。 ３）第１及び第２の固定接触子腕と可動接触子とを流れ
   る電流が、与えられた大きさの電流に対する正常の反発
   開極力のほぼ２倍の反発開極力を生み出すことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の遮断器。 ４）第１及び第２の固定接触子腕が絶縁材料の中に包ま
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   遮断器。 ５）磁気要素が第１及び第２の固定接触子腕の間に置か
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   遮断器。 ６）磁気要素が第１及び第２の固定接触子腕の間に置か
   れ、かつ部分的に包囲材料の中に埋め込まれていること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の遮断器。 ７）第１の磁気要素から離して置かれ部分的に包囲材料
   の中に埋め込まれた第２の磁気要素を備えることを特徴
   とする特許請求の範囲 第６項記載の遮断器。 ８）第１及び第２の固定接触子腕の内の一つが第１及び
   第２の磁気要素の間に置かれていることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項記載の遮断器。 ９）第２の固定接触子腕がそれを貫通する開口を有し、
   第１の固定接触子腕がこの開口を 通って突出するように形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の遮断器。 １０）第１及び第２の固定接触子腕がそれぞれ接触子腕
   に結合された接点を有し、かつ可動接触子と当接するよ
   うに位置決めされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第９項記載の遮断器。 １１）第１及び第２の接触子腕が絶縁材料の中に包まれ
   、接点は可動接触子と接触するために露出していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の遮断器。 １２）包囲材料がガラス繊維強化ポリエステルであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲 第１１項記載の遮断器。 １３）第１及び第２の接触子腕の間に置かれ包囲材料に
   よりこれら接触子腕から絶縁され、かつ包囲材料から突
   出する面を有する磁気要素を備えることを特徴とする特
   許請求の範囲第１１項記載の遮断器。 １４）第１の磁気要素から離して置かれ包囲材料により
   これと絶縁された第２の磁気要素を備え、第１及び第２
   の固定接触子腕の内の 一つが第１及び第２の磁気要素の間に置か れていることを特徴とする特許請求の範囲 第１３項記載の遮断器。 １５）第２の固定接触子腕がそれを貫通する開口を有す
   ると共にそれ自体の上に接点を有 し、第１の固定接触子腕が第２の固定接触子腕の開口を
   通って突出すると共にそれ自体の上に接点を有し、両接
   点間に置かれた第１及び第２の磁気要素を備え、第１の
   磁気要素は第１及び第２の固定接触子腕の間に置かれ、
   第１の固定接触子腕は第１及び第２の磁気要素の間に置
   かれ、磁気要素と固定接触子腕とは固定接触子が細長い
   形状を持つように形作られた包囲材料によって相互に絶
   縁され、 第１の固定接触子腕の伸びた部分が包囲材料の一端から
   突出し、第２の固定接触子腕の伸びた部分が包囲材料の
   他端から突出し、磁気要素は外形の両端に沿って包囲材
   料から突出して、接極子の接極子腕を吸引する磁界を作
   るために露出していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の遮断器。 １６）細長い第１の接触子腕と細長い第２の接触子腕と
   第１の磁気要素を備え、第１の接触子腕はそれ自体の上
   に接点を有し、第２の接触子腕はそれ自体の上に接点を
   有すると共にその中に開口を有し、第１の接触子腕が第
   ２の接触子腕の開口を通って突出し、それに よってこれら接点が一直線上に並び、両接触子腕は絶縁
   材料の中に包まれて第１の接触子腕は材料の一端から突
   出し第２の接触子腕は材料の他端から突出し、第１及び
   第２の接点は両端の中間で絶縁材料から突出し、第１の
   磁気要素は絶縁材料に包まれると共にその端部が絶縁材
   料から突出し、第１及び第２の接触子腕の間で接点の下
   方に置かれ、絶縁材料は第１及び第２の接触子腕を相互
   にかつ磁気要素から絶縁することを特徴とする限流遮断
   器のための固定接触子。 １７）絶縁材料に包まれた第２の磁気要素を備え、その
   端部を絶縁材料から突出し、第１の磁気要素と一直線上
   に並びかつそれから離れて置かれていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１６項記載の固定接触子。 １８）その一端に接点を有する細長い第１の固定接触子
   腕とその一端に接点を有する細長い第２の固定接触子腕
   と絶縁材料とを備え、絶縁材料が両接触子腕を包んで両
   接触子腕を相互に電気的に絶縁し、両接点が絶縁材料か
   ら露出していることを特徴とする遮断器のための固定接
   触子。 １９）第２の接触子腕が開口を備え、第１の接触子腕が
   この開口を通って突出し、絶縁材料が両接触子腕の間の
   全ての空所を充填することを特徴とする特許請求の範囲
   第１８項記載の固定接触子。 ２０）包まれた接触子腕が短時間事故電流を流しまた連
   続的に負荷電流を流すために十分な大きさと形状とを有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１８項記載の固
   定接触子。